中国北方沙尘传输路径上的生物气溶胶研究

论文摘要

有研究表明,生物气溶胶可伴随沙尘进入大气。这些生物气溶胶可能影响下游地区的生态系统、人体健康、农业生产力,甚至影响气候。但是,目前亚洲沙尘传输路径上的生物气溶胶相关调查研究较少,特别是在有大面积区域和大量人口受沙尘影响的中国。鉴于此,本文主要关注中国北方沙尘传输路径上的生物气溶胶,分别在外蒙古达兰扎德嘎德至乌兰巴托的公路沿线、内蒙古二连、河北张北县等三个站点开展了联合采样观测,采用荧光显微镜分析生物气溶胶的形貌和浓度,采用高通量测序技术分析大气微生物的群落结构,获得了沙尘过程中生物气溶胶的量和类群,为进一步研究生物气溶胶的气候效应提供基础数据。主要结果如下:（1）沙尘中携带了大量微生物。非沙尘样品中细菌浓度在104至105m-3,而在沙尘样品中则为105至106m-3;沙尘期间,细菌浓度升高12个量级,有机物浓度升高23个量级;沙尘中包含大量微生物团聚体,其中微生物可能存在代谢甚至繁殖现象,因此大气生物气溶胶浓度可能存在低估。（2）沙尘过程中,细菌浓度的增加,既有沙尘颗粒物增多的贡献,又有远距离传输沙尘中携带的大量外源微生物的贡献。细菌粒子与有机物粒子的浓度比值从非沙尘样品中的5.1%±6.3%增加到沙尘样品中的9.8%±6.3%,表明相比非沙尘样品,沙尘样品中单位有机物中包含更多的细菌。（3）沙尘中携带了种类丰富的细菌。就二连而言,沙尘样品中细菌的物种数、香浓指数、辛普森指数普遍高于非沙尘样品;而真菌的α多样性在沙尘与非沙尘样品中的差异不明显。高通量测序结果表明,样品中的原核生物种类丰富,包括34个门、94个纲、166个目和243个科;同时,样品中的真菌有3个门、19个纲、62个目和149个科;样品中普遍存在的细菌门有酸杆菌、放线菌、拟杆菌、绿弯菌、厚壁菌、芽单胞菌和变形菌,其中最主要的是放线菌、拟杆菌、变形菌;也检测到部分古菌,如泉古菌和广古菌,但其相对丰度远远低于主要的细菌;样品中主要的真菌门是子囊菌门和担子菌门,还有极少量壶菌门,在纲水平上,伞菌纲、座囊菌纲和粪壳菌纲是主要的,且沙尘样品包含更丰富的真菌纲。（4）沙尘与非沙尘样品中细菌群落结构差异明显,沙尘过程会显著改变当地大气中的微生物种群结构。在门水平上,就二连而言,与非沙尘样品相比,酸杆菌和绿弯菌的相对丰度在沙尘样品中明显上升,其次是泉古菌,厚壁菌和变形菌;变形菌门的相对丰度在沙尘样品中略高于非沙尘样品,其中α变形菌占主要贡献,而γ变形菌则相反。二连的沙尘样品与外蒙古的样品存在一定同源性。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 唐凯

导师: 张镭

关键词: 生物气溶胶,沙尘,中蒙戈壁沙漠区,荧光显微镜,高通量测序

来源: 兰州大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 气象学,环境科学与资源利用

单位: 兰州大学

基金: 国家自然基金面上项目(41475008,41575017),国家重大科研仪器研制项目(41627807),“中央高校基本科研业务费专项资金”创新人才培养项目(lzujbky-2017-it21)

分类号: P425.55;X513

总页数: 70

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